KR101329460B1 - Gis information based sensor deployment simulator - Google Patents

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KR101329460B1
KR101329460B1 KR1020120023323A KR20120023323A KR101329460B1 KR 101329460 B1 KR101329460 B1 KR 101329460B1 KR 1020120023323 A KR1020120023323 A KR 1020120023323A KR 20120023323 A KR20120023323 A KR 20120023323A KR 101329460 B1 KR101329460 B1 KR 101329460B1
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이호원
이수빈
함명원
박준영
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인천대학교 산학협력단
한국과학기술원
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Abstract

GIS 정보 기반 센서 배치 시뮬레이터가 개시된다. GIS 정보 기반 센서 배치 시뮬레이터는 센서의 성능에 대한 정보와 사용자가 요구하는 이벤트 감지율에 대한 정보를 입력 받고 이를 기초로 센서 배치 결과를 제공하는 인터페이스부, 센서 네트워크를 구성할 영역의 GIS(Geographic Information System) 정보를 기초로 상기 입력 받은 센서의 성능에 대한 정보를 이용하여 각 센서의 이벤트 전달 성능과 이벤트 감지 성능이 만족되도록 상기 센서를 배치하는 초기 배치부 및 상기 사용자가 요구하는 이벤트 감지율을 유지하면서 상기 영역에 배치되는 센서의 개수가 최소화 되도록 시스템 비용 함수를 이용한 SA(Simulated Annealing) 기법을 기초로 상기 배치된 센서를 재배치하는 재배치부를 포함할 수 있다.A GIS information based sensor placement simulator is disclosed. Sensor deployment simulator based on GIS information receives the information on the sensor performance and the event detection rate required by the user and provides the sensor deployment result based on the information, and the geographic information of the area to configure the sensor network. Based on the information on the performance of the input sensor based on the information to maintain the initial deployment unit for placing the sensor to satisfy the event delivery performance and event detection performance of each sensor and the event detection rate required by the user And it may include a repositioning unit for relocating the disposed sensor based on the SA (Simulated Annealing) method using a system cost function to minimize the number of sensors arranged in the area.

Figure R1020120023323
Figure R1020120023323

Description

GIS 정보 기반 센서 배치 시뮬레이터{GIS INFORMATION BASED SENSOR DEPLOYMENT SIMULATOR}GIS INFORMATION BASED SENSOR DEPLOYMENT SIMULATOR}

본 발명의 실시예들은 GIS(Geographic Information System) 정보를 기반으로 센서 배치에 필요한 정보들을 입력 받고 센서가 배치된 결과를 표시하는 GIS 정보 기반 센서 배치 시뮬레이터에 관한 것이다.Embodiments of the present invention relate to a GIS information-based sensor placement simulator that receives information necessary for sensor placement based on Geographic Information System (GIS) information and displays a result of the placement of the sensor.

무선 센서 네트워크(WSN: Wireless Sensor Network)는 컴퓨팅 능력과 무선통신 능력을 갖춘 센서에 의해 형성되는 네트워크로서, 무선 센서 네트워크를 형성하는 각각의 센서는 서로 간에 획득한 센싱 정보를 송수신함으로써 이를 원격지에서 감시/제어 용도로 활용할 수 있도록 한다.A wireless sensor network (WSN) is a network formed by a sensor with computing and wireless communication capability. Each sensor forming the wireless sensor network transmits and receives sensing information obtained from each other and remotely monitors it. / Can be used for control purposes.

최근 기술의 발달로 인하여 소형화되고 저렴한 센서의 보급이 확대되어 가면서 무선 센서를 이용한 새로운 응용분야가 등장하였고, 이와 같은 환경에서 WSN 구축 범위가 점차 대규모 영역으로 확대되어 가고 있다.Recent advances in technology have resulted in the expansion of miniaturized and inexpensive sensors, leading to the emergence of new applications using wireless sensors, and in this environment, the WSN deployment range is gradually expanding to larger areas.

이와 같이 점차 대규모 영역으로 확대되고 있는 WSN을 효과적으로 제공하기 위해서는 센서의 배치, 보안 및 관리기술, 센서의 에너지 소비 등 고려해야 할 문제들이 많으나, 특히 센서의 배치는 이벤트 전달 및 감지 성능에 대한 요구조건을 만족하면서 네트워크 구축 비용(센서 개수)을 절감하는 문제에서 중요한 의미를 갖는다.There are many issues to consider such as sensor placement, security and management technology, and sensor energy consumption in order to effectively provide the WSN which is expanding to such a large area. Satisfaction is important in reducing network construction costs (number of sensors).

일반적으로 센서 네트워크의 이벤트 전달 및 감지 성능을 유지하면서 네트워크 구축 비용의 최소화를 위한 센서 배치해는 한번에 직접적으로 구하기 어렵다. 이에 따라 센서 배치를 반복적으로 수행함으로써 네트워크의 성능을 증가시키고 네트워크 구축 비용을 최소화하는 방법이 주로 연구되어 왔다.In general, sensor deployment to minimize the cost of network construction while maintaining event delivery and detection performance of the sensor network is difficult to obtain directly at once. Therefore, the method of increasing the network performance and minimizing the network construction cost by repeatedly performing the sensor deployment has been mainly studied.

일 예로, Frank Y.S. Lin and P.L. Chiu, "A Nearoptimal Sensor Placement Algorithm to Achieve Complete Coverage/Discrimination in Sensor Networks", IEEE Communications Letters, vol. 9, no. 1, January 2005, pp 43-45. 에는 센서를 동일 간격으로 균일하게 초기 배치하고, 센서 개수, 이벤트 전달 및 감지 기능과 관련된 시스템 비용 함수를 정하고 이를 감소되도록 재배치하는 기법이 제안되어 있다. 그러나 센서를 균일하게 초기 배치하는 것은 반복적 재배치를 통해 궁극적으로 센서 네트워크의 성능을 개선하는 최적해를 도출할 수 있지만, 지역적 상이한 특성을 초기에 반영하지 않음으로 인해 일반적으로 최적해에 도달되는 시간이 오래 걸리게 되는 문제점이 있다.For example, Frank Y.S. Lin and P.L. Chiu, "A Nearoptimal Sensor Placement Algorithm to Achieve Complete Coverage / Discrimination in Sensor Networks", IEEE Communications Letters, vol. 9, no. 1, January 2005, pp 43-45. In the following, a technique is proposed for uniformly distributing the sensors uniformly at equal intervals, defining a system cost function related to the number of sensors, event propagation and sensing functions, and repositioning them to be reduced. Although uniform initial placement of sensors can lead to optimal solutions that ultimately improve the performance of the sensor network through iterative relocation, they usually take longer to reach optimal solutions because they do not initially reflect regionally different characteristics. There is a problem.

한편, JK Kim, NG O, JJ Kim, YM Lee, H Kim and BC Jung, "Search-Oriented Deployment Strategies using GIS for Wireless Sensor Networks", Korea Information and Communications Society, vol. 34, No.10, pp. 973-980, Oct 2009. 에서는 이와 같은 문제를 해결하고자 지역적 전파환경 차를 고려하여 센서간 연결성을 만족하는 최소 통신간격을 도출하여 초기 배치에 반영하는 방법을 제안하였다. 이 기법은 기존의 균일한 초기 배치에 비해 개선된 초기 센서 배치해를 얻고, 최적해를 얻는데 소요되는 시간의 단축이 가능하게 되었다.JK Kim, NG O, JJ Kim, YM Lee, H Kim and BC Jung, "Search-Oriented Deployment Strategies using GIS for Wireless Sensor Networks", Korea Information and Communications Society, vol. 34, No. 10, pp. 973-980, Oct 2009. In order to solve this problem, we proposed a method to derive minimum communication intervals satisfying the connectivity between sensors and reflect them in the initial deployment in consideration of regional radio wave environment differences. This technique yields an improved initial sensor layout and shortens the time required to obtain an optimal solution compared to conventional uniform initial layout.

그러나, 이와 같은 방법들은 센서 네트워크를 구축할 전체 영역에서 이벤트 전달 및 감지 성능이 100%만족되는 것을 전제로 하는 것으로, 센서 네트워크에서 일반적으로 요구되는 성능을 반영하기가 어렵다.However, these methods are based on the premise that event delivery and detection performance is 100% satisfied in the entire area to construct the sensor network, and it is difficult to reflect the performance generally required in the sensor network.

따라서, 보다 보편적인 이벤트 전달 및 감지 성능에 대한 요구 사항을 만족하면서 센서 네트워크 구축 비용을 절감할 수 있는 방법이 요구되고 있다.Therefore, there is a need for a method that can reduce the cost of sensor network construction while satisfying the requirements for more general event delivery and detection performance.

넓은 지역의 감시, 모니터링 등을 목적으로 구축되는 센서 네트워크에서 GIS(Geographic Information System)의 지리적 정보를 이용하여 네트워크 성능을 유지하면서도 보다 비용 효율적인 센서 배치 기법을 적용한 GIS 정보 기반 센서 배치 시뮬레이터가 제공된다.In the sensor network constructed for the purpose of monitoring and monitoring over a large area, a GIS information-based sensor deployment simulator is provided that applies more cost-effective sensor deployment techniques while maintaining network performance using geographic information system (GIS) geographic information.

GIS 정보 기반 센서 배치 시뮬레이터는 센서의 성능에 대한 정보와 사용자가 요구하는 이벤트 감지율에 대한 정보를 입력 받고 이를 기초로 센서 배치 결과를 제공하는 인터페이스부, 센서 네트워크를 구성할 영역의 GIS(Geographic Information System) 정보를 기초로 상기 입력 받은 센서의 성능에 대한 정보를 이용하여 각 센서의 이벤트 전달 성능과 이벤트 감지 성능이 만족되도록 상기 센서를 배치하는 초기 배치부 및 상기 사용자가 요구하는 이벤트 감지율을 유지하면서 상기 영역에 배치되는 센서의 개수가 최소화 되도록 시스템 비용 함수를 이용한 SA(Simulated Annealing) 기법을 기초로 상기 배치된 센서를 재배치하는 재배치부를 포함할 수 있다.Sensor deployment simulator based on GIS information receives the information on the sensor performance and the event detection rate required by the user and provides the sensor deployment result based on the information, and the geographic information of the area to configure the sensor network. Based on the information on the performance of the input sensor based on the information to maintain the initial deployment unit for placing the sensor to satisfy the event delivery performance and event detection performance of each sensor and the event detection rate required by the user And it may include a repositioning unit for relocating the disposed sensor based on the SA (Simulated Annealing) method using a system cost function to minimize the number of sensors arranged in the area.

일측에 따르면, 상기 인터페이스부는 상기 센서의 성능에 대한 정보로서 상기 센서의 연결성, 통신 반경 및 이동 거리에 대한 정보를 입력 받을 수 있다.According to one side, the interface unit may receive information on the connectivity, the communication radius and the movement distance of the sensor as information on the performance of the sensor.

다른 측면에 따르면, 상기 초기 배치부는 상기 GIS 정보와 상기 센서의 통신 반경에 대한 정보를 기초로 상기 영역 내에서 센서 간 이격 거리가 상기 센서의 평균 최대 통신 거리 이하가 되도록 유지하고, 상기 센서의 통신 반경이 상기 영역 전체를 커버하도록 배치할 수 있다.According to another aspect, the initial placement unit maintains the separation distance between the sensors in the area below the average maximum communication distance of the sensor based on the GIS information and the information on the communication radius of the sensor, the communication of the sensor The radius can be arranged to cover the entire area.

또 다른 측면에 따르면, 상기 초기 배치부는 센서 배치 시 상기 GIS 정보를 기초로 센서 배치가 불가능한 지역에 배치된 센서를 제거할 수 있다.According to another aspect, the initial placement unit may remove the sensor disposed in the area where it is impossible to place the sensor based on the GIS information when the sensor is disposed.

또 다른 측면에 따르면, 상기 재배치부는 상기 시스템 비용 함수의 결과값이 최소가 되도록 상기 SA 기법을 이용하여 상기 센서의 추가, 제거 및 이동 중 적어도 하나를 반복 수행함으로써 상기 센서를 재배치할 수 있다.According to another aspect, the relocator may relocate the sensor by repeatedly performing at least one of adding, removing, and moving the sensor using the SA technique such that the resultant value of the system cost function is minimized.

또 다른 측면에 따르면, 상기 인터페이스부는 상기 센서 네트워크를 구성할 영역에 대한 지도 정보가 표시되는 지도 정보 표시창, 상기 GIS 정보를 입력 받는 GIS 정보 입력창, 상기 센서의 성능에 대한 정보를 입력 받는 센서 정보 입력창, 상기 센서 배치 결과를 표시하는 배치 결과 표시창, 상기 지도 정보에 입력된 상기 GIS 정보를 표시하는 GIS 정보 표시창 및 상기 센서 배치 결과를 그래프로 표시하는 차트창을 이용하여 상기 센서의 성능에 대한 정보와 상기 사용자가 요구하는 이벤트 감지율에 대한 정보를 입력 받고 상기 센서 배치 결과를 제공할 수 있다.According to another aspect, the interface unit map information display window for displaying the map information for the area to configure the sensor network, GIS information input window for receiving the GIS information, sensor information for receiving information about the performance of the sensor The performance of the sensor using an input window, a batch result display window for displaying the sensor arrangement results, a GIS information display window for displaying the GIS information input to the map information, and a chart window for graphically displaying the sensor arrangement results. Information and information on an event detection rate required by the user may be input and the sensor arrangement result may be provided.

또 다른 측면에 따르면, 상기 인터페이스부는 상기 지도 정보 표시창을 이용하여 상기 센서의 위치, 연결성 및 통신 반경 중 적어도 하나에 대한 정보를 상기 지도 정보 상에 표시할 수 있다.According to another aspect, the interface unit may display information on at least one of the location, connectivity, and communication radius of the sensor on the map information using the map information display window.

또 다른 측면에 따르면, 상기 인터페이스부는 상기 지도 정보를 복수개의 선으로 구분하는 상기 GIS 정보 입력창을 이용하여 상기 복수개의 선으로 구분된 각 구역별로 상기 센서의 연결성에 대한 정보와 이벤트 발생률에 대한 정보를 입력 받을 수 있다.According to another aspect, the interface unit using the GIS information input window for dividing the map information into a plurality of lines, the information on the connectivity and the event occurrence rate of the sensor for each zone divided by the plurality of lines. Can be input.

또 다른 측면에 따르면, 상기 인터페이스부는 상기 GIS 정보 표시창을 이용하여 상기 구역별 전파 손실률과 이벤트 발생률에 대한 정보는 색의 농도로 표시하고, 물리적으로 센서 배치가 불가능한 구역에 대한 정보를 색의 명도로 표시할 수 있다.According to another aspect, the interface unit displays the information on the propagation loss rate and the event occurrence rate for each zone by the color density by using the GIS information display window, and displays the information on the area where the physical sensor arrangement is impossible to the brightness of the color. I can display it.

센서의 성능에 대한 정보와 사용자가 요구하는 이벤트 감지율에 대한 정보를 입력 받아 GIS(Geographic Information System) 정보를 기초로 사용자 요구하는 이벤트 감지율을 유지하면서 배치에 필요한 센서의 개수가 최소화 되도록 센서를 배치함으로써 네트워크 성능을 유지하면서도 보다 비용 효율적으로 센서를 배치할 수 있다.Based on the information on the sensor performance and the event detection rate required by the user, the sensor is configured to minimize the number of sensors required for deployment while maintaining the event detection rate required by the user based on the Geographic Information System (GIS) information. By deploying, you can deploy sensors more cost-effectively while maintaining network performance.

도 1은 본 발명의 일실시예에 있어서, GIS 정보 기반 센서 배치 시뮬레이터가 제공하는 화면을 나타내는 예시도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 있어서, GIS 정보 기반 센서 배치 시뮬레이터가 제공하는 화면을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 있어서, 지도 정보 표시창을 설명하기 위한 예시도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 있어서, GIS 정보 입력창을 설명하기 위한 예시도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 있어서, 센서 정보 입력창을 설명하기 위한 예시도이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 있어서, 배치 결과 표시창을 설명하기 위한 예시도이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 있어서, GIS 정보 표시창을 설명하기 위한 예시도이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 있어서, 차트창을 설명하기 위한 예시도이다.
1 is an exemplary view illustrating a screen provided by a GIS information-based sensor arrangement simulator according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram for explaining a screen provided by a GIS information based sensor arrangement simulator according to one embodiment of the present invention.
3 is an exemplary view for explaining a map information display window according to an embodiment of the present invention.
4 is an exemplary view for explaining a GIS information input window according to an embodiment of the present invention.
5 is an exemplary diagram for describing a sensor information input window according to an embodiment of the present invention.
6 is an exemplary view for explaining a layout result display window according to an embodiment of the present invention.
7 is an exemplary diagram for explaining a GIS information display window according to an embodiment of the present invention.
8 is an exemplary view for explaining a chart window in an embodiment of the present invention.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일실시예에 있어서, GIS 정보 기반 센서 배치 시뮬레이터가 제공하는 화면을 나타내는 예시도이다.1 is an exemplary view illustrating a screen provided by a GIS information-based sensor arrangement simulator according to an embodiment of the present invention.

본 발명에 따른 GIS 정보 기반 센서 배치 시뮬레이터는 도 1에 도시된 화면과 같은 인터페이스를 통하여 사용자로부터 센서 배치에 필요한 정보들을 입력 받고, 입력 받은 정보들과 GIS(Geographic Information System) 정보를 기초로 센서 네트워크를 구성할 영역에 센서를 배치한 후 그 결과를 표시한다.The GIS information-based sensor arrangement simulator according to the present invention receives information necessary for sensor arrangement from a user through an interface as shown in FIG. 1, and based on the received information and Geographic Information System (GIS) information, a sensor network. Place the sensor in the area to be configured and display the result.

이를 위하여 본 발명에 따른 GIS 정보 기반 센서 배치 시뮬레이터는 인터페이스부, 초기 배치부 및 재배치부를 포함한다.To this end, the GIS information-based sensor placement simulator according to the present invention includes an interface unit, an initial placement unit, and a relocation unit.

인터페이스부는 센서의 성능에 대한 정보와 사용자가 요구하는 이벤트 감지율에 대한 정보를 입력 받고 이를 기초로 센서 배치 결과를 제공한다. 여기서, 센서의 성능에 대한 정보는 센서의 연결성(connectivity)에 대한 정보, 센서의 통신 반경(coverage)에 대한 정보 및 센서의 이동 거리에 대한 정보 등을 포함할 수 있다. 그리고, 사용자가 요구하는 이벤트 감지율에 대한 정보는 도로 사고 감지율, 화재 사고 감지율, 범죄 사고 감지율 등을 포함할 수 있다.The interface unit receives information on the performance of the sensor and information on the event detection rate required by the user, and provides the sensor arrangement result based on the information. Here, the information on the performance of the sensor may include information on the connectivity of the sensor, information on the communication coverage of the sensor, information on the moving distance of the sensor, and the like. The event detection rate requested by the user may include a road accident detection rate, a fire accident detection rate, a crime accident detection rate, and the like.

상기 인터페이스부는 이와 같은 센서의 성능에 대한 정보 및 사용자가 요구하는 이벤트 감지율에 대한 정보와 함께 이벤트 발생율에 대한 정보를 입력 받을 수도 있다. 한편, 상기 센서가 카메라 센서인 경우 인터페이스부는 센서의 성능에 대한 정보로서 카메라의 상, 하, 좌, 우 각도에 대한 정보와 연결성에 대한 정보를 입력 받고 카메라 센서의 위치 각, 카메라 센서의 높이 등과 같은 센서 설치 정보를 입력 받을 수 있다.The interface unit may receive information on an event occurrence rate together with information on the performance of such a sensor and information on an event detection rate required by a user. Meanwhile, when the sensor is a camera sensor, the interface unit receives information about the camera's up, down, left, and right angles and connectivity information as information on the sensor's performance, and receives the position angle of the camera sensor, the height of the camera sensor, and the like. The same sensor installation information can be input.

초기 배치부는 센서 네트워크를 구성할 영역의 GIS 정보를 기초로 인터페이스부를 통해 입력 받은 센서의 성능에 대한 정보를 이용하여 각 센서의 이벤트 전달 성능과 이벤트 감지 성능이 동시에 100% 만족되도록 센서를 배치한다. 이때, 초기 배치부는 물리적 배치 가능성에 대한 GIS 정보를 기초로 센서 배치가 불가능한 지역에 배치된 센서를 제거할 수 있다.The initial deployment unit uses the information on the performance of the sensor received through the interface unit based on the GIS information of the area to configure the sensor network, and arranges the sensors so that event delivery performance and event detection performance of each sensor are satisfied at the same time. In this case, the initial disposition unit may remove the sensor disposed in the area where the sensor disposition is impossible based on the GIS information on the physical disposition possibility.

즉, 초기 배치부는 GIS 정보와 센서의 통신 반경에 대한 정보를 이용하여 센서 네트워크를 구성할 영역 내에서 센서 간 이격 거리가 센서의 평균 최대 통신 거리 이하가 되도록 유지하고, 상기 센서의 통신 반경이 상기 영역 전체를 커버하도록 배치함으로써 센서의 초기 배치를 수행한다.That is, the initial placement unit maintains the separation distance between the sensors to be less than or equal to the average maximum communication distance of the sensor in the area to configure the sensor network by using the GIS information and information on the communication radius of the sensor, and the communication radius of the sensor is Initial positioning of the sensor is performed by placing it to cover the entire area.

한편, 재배치부는 인터페이스부를 통해 입력 받은 사용자 요구 이벤트 감지율을 유지하면서 센서 네트워크를 구성할 영역에 배치되는 센서의 개수가 최소화 되도록 시스템 비용 함수를 이용한 SA(Simulated Annealing) 기법을 기초로 초기 배치부에서 배치된 센서를 재배치한다.On the other hand, the relocation unit is based on the SA (Simulated Annealing) method using the system cost function to minimize the number of sensors placed in the area to configure the sensor network while maintaining the user-required event detection rate received through the interface unit in the initial deployment unit Reposition the deployed sensor.

상기 재배치부는 센서 배치에 있어서 사용자의 최종 요구 사항을 만족시키기 위한 것으로서, 센서 배치 성능을 하나의 지표로 측정하기 위해 이를 비용화하여 센서 네트워크의 성능을 측정하는 시스템 비용 함수의 결과값이 최소가 되도록 SA 기법을 이용하여 센서의 추가, 제거하거나 초기 배치된 센서를 센서의 이동 거리(초기입력 정보)만큼 이동시키는 것을 반복 수행함으로써 초기 배치된 센서를 재배치한다.The relocation unit is for satisfying the user's final requirements in sensor placement. The repositioning unit costs the cost to measure the sensor placement performance as a single indicator so that the result value of the system cost function for measuring the performance of the sensor network is minimized. The relocated sensor is relocated by repeatedly adding or removing a sensor using the SA technique or repeatedly moving the initially disposed sensor by a moving distance (initial input information) of the sensor.

이하, 본 발명에 따른 GIS 기반 센서 배치 시뮬레이터가 센서를 배치하는 과정을 보다 상세히 설명한다.
Hereinafter, a process of arranging a sensor by the GIS-based sensor placement simulator according to the present invention will be described in more detail.

이벤트 전달 성능Event forwarding performance

송신 센서 i 로부터 수신 센서 j 로의 경로 이득을 Lij, 수신 전력을 Pij, 백색잡음에 의한 잡음전력을 N0 라 할 경우, 센서 i 에서의 수신신호대 잡음비(SIRij)는 다음의 수학식 1과 같다.If the path gain from the transmitting sensor i to the receiving sensor j is L ij , the receiving power is P ij , and the noise power due to white noise is N 0 , the received signal-to-noise ratio (SIR ij ) at the sensor i is expressed by Equation 1 below. Is the same as

Figure 112012018529978-pat00001
Figure 112012018529978-pat00001

이때 Lij 가 거리에 따라 지수로 감소하는 모델을 적용하고, 수신신호대 잡음비의 성능이 이상인 조건에 따라 두 센서간 연결조건이 만족되는 거리 dij 는 다음의 수학식 2와 같다.L ij Is applied to the exponentially reduced model according to the distance, and the distance d ij, where the connection condition between the two sensors is satisfied according to the condition that the performance of the received signal-to-noise ratio is abnormal, is expressed by Equation 2 below.

Figure 112012018529978-pat00002
Figure 112012018529978-pat00002

Figure 112012018529978-pat00003
Figure 112012018529978-pat00004
으로 정의하여 치환하면, 수학식 2는 다음의 수학식 3과 같이 정리된다.
Figure 112012018529978-pat00003
To
Figure 112012018529978-pat00004
When defined and substituted, Equation 2 is summarized as in Equation 3 below.

Figure 112012018529978-pat00005
Figure 112012018529978-pat00005

수학식 3에서

Figure 112012018529978-pat00006
는 백색잡음밀도, 요구 수신신호대잡음비, 경로감쇄 등 지역적 환경에 따라 지역별로 상이할 수 있다.In Equation 3,
Figure 112012018529978-pat00006
May differ from region to region depending on the local environment, such as white noise density, required signal-to-noise ratio, and path attenuation.

본 발명에서는 정보 전달을 위해서 최소 2개 이상의 센서가 dij 이하의 간격을 유지해야 함을 가정하며, 이를 만족하는 센서는 이벤트 전달 조건을 만족한다고 가정하고, 전체 센서 개수 대비 이벤트 전달 조건을 만족한 센서 개수의 비율을 이벤트 전달 성능인 Pcon 로 정의된다.In the present invention, it is assumed that at least two or more sensors must maintain an interval of d ij or less for information transmission, and it is assumed that a sensor satisfying the event satisfies the event delivery condition and satisfies the event delivery condition relative to the total number of sensors. The ratio of the number of sensors is defined as P con , the event propagation performance.

본 발명에서는 이벤트 전달 성능(Pcon)이 일정 요구조건 이상 즉, 사용자의 요구 조건을 만족해야 한다.
In the present invention, the event propagation performance (P con ) must satisfy a certain requirement or more, i.e., a user requirement.

이벤트 감지 성능Event detection performance

본 발명에서 고려하는 이벤트 감지 성능은 전체 네트워크 영역에서 이벤트가 평균적으로 감지되는 확률(평균 이벤트 감지율)을 의미한다. 이러한 이벤트 감지 성능은 센서에 의해서 커버되는 영역에서 일어날 수 있는 이벤트 발생확률을 감안하여 구한다. 영역 i 에서 센서에 의해 커버되는 비율을 ci 라고 하고, 이벤트 발생 확률을 ei 라고 정의하면, 이벤트 감지 성능인 Pdet 는 다음의 수학식 4를 통해 구할 수 있으며, 이 때 모든 영역에서의 이벤트 발생 확률의 합은 100%로 정의될 수 있다.The event detection performance considered in the present invention means the probability (average event detection rate) of detecting an average event in the entire network area. This event detection performance is obtained by considering the probability of event occurrence that may occur in the area covered by the sensor. If the ratio covered by the sensor in the region i is defined as c i and the event occurrence probability is defined as e i , the event detection performance P det can be obtained from Equation 4 below. The sum of the probability of occurrence may be defined as 100%.

Figure 112012018529978-pat00007
Figure 112012018529978-pat00007

본 발명에서는 이와 같은 이벤트 감지 성능이 일정 요구조건 이상 즉, 사용자의 요구 조건을 만족해야 한다.
In the present invention, such event detection performance must satisfy a certain requirement or more, i.e., a user requirement.

본 발명에 따른 GIS 정보 기반 센서 배치 시뮬레이터는 상술한 바와 같은 이벤트 전달 성능 및 이벤트 감지 성능에 관한 센서 네트워크의 요구 성능을 만족시키면서 비용 효율적인 센서 배치 문제를 고려한다. 이를 위해 정보 전송을 위한 이벤트 전달 성능과 이벤트 감지 성능의 사용자 요구치를 만족하는 센서 배치를 위해서 영역별 상이한 이벤트 발생 확률을 고려해서 전체 영역을 커버하도록 센서를 배치하고, 동시에 센서 개수(Ns)가 최소가 되도록 하는 센서 배치 문제를 다음의 수학식 5와 같이 제시한다.The GIS information-based sensor placement simulator according to the present invention considers the cost-effective sensor placement problem while satisfying the required performance of the sensor network regarding the event delivery performance and the event detection performance as described above. For this purpose, the sensor is placed to cover the entire area in consideration of different event occurrence probability for each area in order to arrange the sensor that satisfies the user requirements of event transmission performance and event detection performance for information transmission, and at the same time, the number of sensors N s The sensor placement problem that minimizes is presented as in Equation 5 below.

Figure 112012018529978-pat00008
Figure 112012018529978-pat00008

이와 같은 센서 배치 문제를 해결하기 위해서 효과적인 초기배치 이후에 센서 배치 개수와 이벤트 전달 성능과 이벤트 감지 성능을 반영하는 시스템 비용 함수를 제시한다. 그리고 SA(Simulated Annealing) 기법을 사용하여 센서 개수의 최소화 및 성능 요구조건을 만족하는 수학식 5의 문제를 해결한다.To solve this problem, we propose a system cost function that reflects the number of sensor placements, event propagation and event detection after effective initial placement. In addition, the problem of Equation 5 is solved using the SA (Simulated Annealing) technique to minimize the number of sensors and satisfy the performance requirements.

일반적으로 센서 네트워크의 특정 이벤트 전달 및 감지 성능을 유지하면서 네트워크 구축 비용을 최소화하는 센서의 배치 위치를 한번에 직접적으로 구하기 어려운 것으로 인식되고 있다. 이에 따라 본 발명에서는 비교적 배치가 용이한 이벤트 전달 성능 및 이벤트 감지 성능을 100% 만족하도록 센서를 초기 배치한 이후에, 센서의 개수와 네트워크 성능으로 구성된 시스템 비용 함수를 이용해서 사용자가 요구하는 이벤트 감지율을 만족하는 동시에 센서 개수를 최소화하도록 센서 재배치를 수행한다.
In general, it is recognized that it is difficult to directly locate the location of a sensor that minimizes the network construction cost while maintaining specific event delivery and detection performance of the sensor network. Accordingly, in the present invention, after initial deployment of a sensor to satisfy 100% of event delivery performance and event detection performance, which is relatively easy to deploy, an event detection required by a user using a system cost function composed of the number of sensors and network performance Sensor relocation is performed to satisfy the rate and to minimize the number of sensors.

센서 초기 배치Sensor initial placement

센서 초기 배치 시에는 전체 네트워크의 상이한 지리적 정보를 이용해서 이벤트 전달 성능과 이벤트 감지 성능을 동시에 모두 만족할 수 있도록 센서를 배치한다.When the sensor is initially deployed, the sensor is placed to satisfy both event delivery performance and event detection performance by using different geographical information of the entire network.

이벤트 전달조건을 만족하는 배치를 위해 정방형 셀(k×k)을 고려하며, GIS 정보를 기초로 센서간 최대 통신거리에 대한 정보(dij)를 이용해서 셀 k내에서 각 셀의 센서 간 간격이 평균값인

Figure 112012018529978-pat00009
이하가 유지되도록 센서를 배치한다.Consider the square cell (k × k) for the batch that satisfies the event transmission condition, and use the information about the maximum communication distance between sensors based on the GIS information (d ij ). Is the average value
Figure 112012018529978-pat00009
The sensor is placed so that the following is maintained.

그리고 이벤트 감지 조건을 만족하는 배치를 위해서 센서의 센싱반경인

Figure 112012018529978-pat00010
로 커버 가능한 최대 정방형 셀(j×j)을 고려하여서 전체 영역을 커버하도록 배치한다.And the sensing radius of the sensor
Figure 112012018529978-pat00010
It is arranged to cover the entire area in consideration of the largest square cell (j x j) that can be covered by.

이와 같은 방법을 이용해서 이벤트 전달 및 감지 성능을 동시에 만족하기 위한 센서 간 이격 거리 ds 는 다음의 수학식 6과 같다.Using this method, the separation distance d s between sensors to simultaneously satisfy event delivery and detection performance is expressed by Equation 6 below.

Figure 112012018529978-pat00011
Figure 112012018529978-pat00011

SASA 기법을 이용한 센서 최종 배치 Sensor final placement

본 발명에서는 효율적인 센서 초기 배치 이후에 시스템 비용 함수를 이용한 SA기법을 사용한다. 시스템 비용 함수 F 는 센서의 개수와 이벤트 전달 및 감지 성능에 관계되는 수식이며, 이는 다음의 수학식 7과 같이 표현된다.The present invention uses the SA technique using the system cost function after efficient sensor initial placement. The system cost function F is a formula related to the number of sensors and event propagation and detection performance, which is expressed as in Equation 7 below.

Figure 112012018529978-pat00012
Figure 112012018529978-pat00012

위 식에서

Figure 112012018529978-pat00013
,
Figure 112012018529978-pat00014
,
Figure 112012018529978-pat00015
는 센서의 개수와 이벤트 전달 및 감지에 관한 상대적인 비중을 나타내는 가중치 상수이다. 그리고
Figure 112012018529978-pat00016
,
Figure 112012018529978-pat00017
,
Figure 112012018529978-pat00018
는 각각 배치되는 센서의 개수, 이벤트 전달 성능, 이벤트 감지 성능에 관계되는 함수로 정의되며, F 는 현재 구축된 네트워크의 성능을 나타내고 있다.In the above equation
Figure 112012018529978-pat00013
,
Figure 112012018529978-pat00014
,
Figure 112012018529978-pat00015
Is a weight constant that represents the number of sensors and their relative weight for event delivery and detection. And
Figure 112012018529978-pat00016
,
Figure 112012018529978-pat00017
,
Figure 112012018529978-pat00018
Is defined as a function related to the number of sensors, event propagation performance, and event detection performance, respectively, and F represents the performance of the currently constructed network.

각 함수의 정의는 다음과 같다.The definition of each function is as follows.

Figure 112012018529978-pat00019
은 현재 배치되고 있는 센서 개수에 관한 함수로 다음의 수학식 8로 나타낼 수 있다.
Figure 112012018529978-pat00019
Is a function of the number of sensors that are currently arranged can be represented by the following equation (8).

Figure 112012018529978-pat00020
Figure 112012018529978-pat00020

Figure 112012018529978-pat00021
은 이벤트 전달의 요구치를 기준으로 정의되는 단위 함수(unit function)로 다음의 수학식 9로 나타낼 수 있다.
Figure 112012018529978-pat00022
은 네트워크에 사용된 전체 센서 개수 대비 이벤트 전달 조건을 만족한 센서의 개수의 비율로 정의된다. 그리고
Figure 112012018529978-pat00023
는 이벤트 전달 기능에 대한 목적치로 정의된다.
Figure 112012018529978-pat00021
Is a unit function defined based on a request value of event delivery and can be expressed by Equation 9 below.
Figure 112012018529978-pat00022
Is defined as the ratio of the number of sensors satisfying the event propagation condition to the total number of sensors used in the network. And
Figure 112012018529978-pat00023
Is defined as the objective for the event forwarding function.

Figure 112012018529978-pat00024
Figure 112012018529978-pat00024

Figure 112012018529978-pat00025
는 이벤트 감지의 요구치를 기준으로 정의된 unit function으로 다음의 수학식 10으로 나타낼 수 있다. 그리고
Figure 112012018529978-pat00026
은 네트워크의 감지성능에 관련된 변수로 수학식 4로 정의된다. 그리고
Figure 112012018529978-pat00027
는 이벤트 감지 기능에 대한 목적치로 정의된다.
Figure 112012018529978-pat00025
Is a unit function defined based on the request value of the event detection can be represented by the following equation (10). And
Figure 112012018529978-pat00026
Is a variable related to the detection performance of the network and is defined by Equation 4. And
Figure 112012018529978-pat00027
Is defined as the objective value for the event detection function.

Figure 112012018529978-pat00028
Figure 112012018529978-pat00028

즉, SA 기법을 센서 배치에 적용하기 위해서는 네트워크의 시스템 비용 함수인 수학식 7에 의해 결정되며, 이를 기반으로 SA 기법을 적용하여 현재의 시스템 비용의 해 X에 대해 이웃하는 새로운 해 Y를 얻고 각각의 시스템 비용을 비교해서 비용이 감소하는 방향으로 센서를 이동, 추가, 제거를 한다. 그리고 이러한 과정을 충분히 반복하여 최종적으로 센서의 최적 배치를 달성한다.That is, in order to apply the SA method to the sensor arrangement, it is determined by Equation 7, which is a system cost function of the network. Based on this, the SA method is applied to obtain a neighboring new solution Y for the solution X of the current system cost. Compare the cost of the system to move, add and remove sensors in the direction of decreasing cost. This process is repeated enough to finally achieve the optimal placement of the sensor.

도 2는 본 발명의 일실시예에 있어서, GIS 정보 기반 센서 배치 시뮬레이터가 제공하는 화면을 설명하기 위한 도면이다.FIG. 2 is a diagram for explaining a screen provided by a GIS information based sensor arrangement simulator according to one embodiment of the present invention.

상술한 과정을 통하여 센서 배치가 수행되면 GIS 정보 기반 센서 배치 시뮬레이터의 인터페이스부는 도 2에 도시된 것과 같은 화면을 제공한다.When the sensor arrangement is performed through the above-described process, the interface unit of the GIS information-based sensor arrangement simulator provides a screen as shown in FIG. 2.

인터페이스부가 제공하는 화면은 센서 네트워크를 구성할 영역에 대한 지도 정보가 표시되는 지도 정보 표시창(210), GIS 정보를 입력 받는 GIS 정보 입력창(220), 센서의 성능에 대한 정보를 입력 받는 센서 정보 입력창(230), 센서 배치 결과를 표시하는 배치 결과 표시창(240), 지도 정보에 입력된 GIS 정보를 표시하는 GIS 정보 표시창(250) 및 센서 배치 결과를 그래프로 표시하는 차트창(260)을 포함한다.The screen provided by the interface unit includes a map information display window 210 displaying map information on an area to configure a sensor network, a GIS information input window 220 for receiving GIS information, and sensor information for receiving information about sensor performance. An input window 230, a batch result display window 240 for displaying sensor arrangement results, a GIS information display window 250 for displaying GIS information input to map information, and a chart window 260 for displaying the sensor arrangement results graphically Include.

이하, 도 3 내지 도 8을 참조하여 각 창(210~260)에 대해 보다 상세히 설명한다.Hereinafter, each window 210 to 260 will be described in more detail with reference to FIGS. 3 to 8.

도 3은 본 발명의 일실시예에 있어서, 지도 정보 표시창을 설명하기 위한 예시도이다.3 is an exemplary view for explaining a map information display window according to an embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면 인터페이스부는 지도 정보 표시창(210)을 이용하여 센서 네트워크를 구축할 영역의 지도 정보를 표시하는 한편, 도 1에 도시된 것과 같이 지도 정보 표시창(210)에 센서의 위치, 연결성 및 통신 반경 등에 대한 정보를 표시할 수 있다. 상기 지도 정보는 GIS 기반 센서 배치 시뮬레이터 안에 저장될 수 있다.Referring to FIG. 3, the interface unit displays map information of an area in which the sensor network is to be constructed using the map information display window 210, while the location, connectivity, and connectivity of the sensor are displayed on the map information display window 210 as shown in FIG. 1. Information about the communication radius can be displayed. The map information may be stored in a GIS based sensor placement simulator.

지도 정보 표시창(210)에는 GIS 센서 배치를 위한 목표 지역의 지도 정보가 로드될 수 있으며, 멀티터치 입력을 통하여 지도의 확대, 축소, 이동 등이 가능하다.The map information display window 210 may be loaded with map information of the target area for the GIS sensor arrangement, and may be expanded, reduced, or moved through the multi-touch input.

도 4는 본 발명의 일실시예에 있어서, GIS 정보 입력창을 설명하기 위한 예시도이다.4 is an exemplary view for explaining a GIS information input window according to an embodiment of the present invention.

인터페이스부는 도4에 도시된 바와 같이 GIS 정보 입력창(220)에 지도 정보 표시창(210)에 표시된 지도 정보를 복수개의 선으로 구분하여 표시함으로써 복수개의 선으로 구분된 각 구역별로 상기 센서의 연결성에 대한 정보와 이벤트 발생률에 대한 정보를 입력 받을 수 있다.As shown in FIG. 4, the interface information is displayed by dividing the map information displayed on the map information display window 210 into a plurality of lines in the GIS information input window 220, thereby reducing the connectivity of the sensor for each zone divided by a plurality of lines. You can receive information about the event and event occurrence rate.

도 5는 본 발명의 일실시예에 있어서, 센서 정보 입력창을 설명하기 위한 예시도이다.5 is an exemplary diagram for describing a sensor information input window according to an embodiment of the present invention.

인터페이스부는 도 5에 도시된 센서 정보 입력창(230)을 이용하여 사용자로부터 센서의 성능에 대한 정보를 입력 받을 수 있다.The interface unit may receive information on the performance of the sensor from the user using the sensor information input window 230 illustrated in FIG. 5.

일 예로, 도면에서는 센서의 성능에 대한 정보로서 센서의 센싱 반경, 센서의 연결성에 대한 정보와 이벤트 발생률에 대한 정보를 입력 받기 위해 영역을 분할하는 개수 및 센서의 이동 거리를 입력 받는 것이 도시되어 있다.For example, in the drawing, as the information on the performance of the sensor, the sensing radius of the sensor, the information on the connectivity of the sensor, and the number of dividing areas to receive information on the event occurrence rate are shown. .

한편, 인터페이스부는 카메라 센서의 경우 센서 정보 입력창(230)을 이용하여 파라미터로서 카메라 센서의 상하각, 좌우각, 위치 각, 높이 및 연결성에 대한 정보를 입력 받을 수 있다.Meanwhile, in the case of the camera sensor, the interface sensor may receive information about the up, down, left, right, position, height, and connectivity of the camera sensor as parameters using the sensor information input window 230.

또한, 인터페이스부는 센서 정보 입력창(230)을 통해 사용자로부터 본 발명에 따른 GIS 정보 기반 센서 배치 시뮬레이터가 100% 감지 성능의 센서 배치 또는 사용자가 요구하는 성능을 만족하는 센서 배치를 수행하도록 선택 받을 수 있다.In addition, the interface unit may be selected by the user through the sensor information input window 230 so that the GIS information-based sensor arrangement simulator according to the present invention performs a sensor arrangement having 100% detection performance or a sensor arrangement satisfying the performance required by the user. have.

도 6은 본 발명의 일실시예에 있어서, 배치 결과 표시창을 설명하기 위한 예시도이다.6 is an exemplary view for explaining a layout result display window according to an embodiment of the present invention.

배치 결과 표시창(240)은 센서 배치 결과를 표시하는 창으로서, 입력된 각 파라미터를 기반으로 계산된 결과값을 출력한다. 도면에서는 일 예로, 센서 정보로서 센서 네트워크 구축에 필요한 총 센서 수, 비용, 이벤트 감지율, 연결성 등의 정보가 표시됨이 도시되어 있다.The arrangement result display window 240 is a window displaying the sensor arrangement result and outputs a result value calculated based on each input parameter. In the drawing, for example, as sensor information, information such as the total number of sensors, cost, event detection rate, and connectivity required for constructing a sensor network is displayed.

도 7은 본 발명의 일실시예에 있어서, GIS 정보 표시창을 설명하기 위한 예시도이다.7 is an exemplary diagram for explaining a GIS information display window according to an embodiment of the present invention.

인터페이스부는 GIS 정보 표시창(250)을 이용하여 지도 정보를 전파 손실률, 이벤트 발생률 및 센서 배치 불가 지역별로 표시할 수 있다.The interface unit may display the map information by the propagation loss rate, the event occurrence rate, and the location where the sensor cannot be placed using the GIS information display window 250.

전파 손실률에 대한 정보를 표시하는 경우, 인터페이스부는 GIS 정보 표시창(250)에 지도 정보를 4*4 또는 3*3 구역으로 나누어 각 구역별 전파 손실률을 색의 농도로 표현할 수 있다. 도면에서는 일 예로, 색이 짙을수록 전사 손실률이 큼을 나타낸다.When displaying the information on the propagation loss rate, the interface unit divides the map information into 4 * 4 or 3 * 3 zones on the GIS information display window 250 to express the propagation loss rate for each zone as the color density. As an example, the darker the color, the greater the transfer loss rate.

이벤트 발생률을 표시하는 경우, 인터페이스부는 GIS 정보 표시창(250)에 지도 정보를 14*14 구역으로 나누어 각 구역별 이벤트 발생률을 색의 농도로 표현할 수 있다. 일 예로, 사용자가 이벤트로서 화재 발생률과 범죄 발생률을 입력한 경우 GIS 정보 표시창(250)에는 화재 발생률과 범죄 발생률을 합산한 값이 이벤트 발생률로서 표시될 수 있다.When displaying the event occurrence rate, the interface unit divides the map information into 14 * 14 zones on the GIS information display window 250 and expresses the event occurrence rate for each zone as the color density. For example, when a user inputs a fire incidence rate and a crime incidence rate as an event, a value obtained by adding the fire incidence rate and the crime incidence rate to the GIS information display window 250 may be displayed as an event incidence rate.

배치 불가 지역에 대한 정보를 표시하는 경우, 인터페이스부는 GIS 정보 표시창(250)에 물리적으로 센서 배치가 불가능한 구역에 대한 정보를 색의 명도로 표시할 수 있다. 일 예로, 인터페이스부는 GIS 정보 표시창(250)에 물리적으로 배치가 가능한 지역은 어두운 색으로 표시하고 물리적으로 배치가 불가능한 지역은 밝은 색으로 표시할 수 있다.When displaying information on the non-placeable area, the interface unit may display information on the area where the sensor cannot be physically arranged on the GIS information display window 250 in brightness of colors. For example, the interface unit may display an area that can be physically disposed in the GIS information display window 250 in a dark color and an area that cannot be physically disposed in a light color.

도 8은 본 발명의 일실시예에 있어서, 차트창을 설명하기 위한 예시도이다.8 is an exemplary view for explaining a chart window in an embodiment of the present invention.

본 발명에 따른 GIS 정보 기반 센서 배치 시뮬레이터는 SA 기법을 활용하여 사용자가 요구하는 성능을 만족함과 동시에 센서 배치 비용이 감소되도록 센서를 배치하는데, 인터페이스부는 차트창(260)을 이용하여 이와 같이 감소되는 센서 배치 비용을 다양한 형태의 그래프/차트를 이용하여 표시함으로써 사용자에게 시뮬레이션을 수행함에 따라 비용이 줄어드는 상황을 보여줄 수 있다.The GIS information-based sensor arrangement simulator according to the present invention utilizes the SA technique to satisfy the performance required by the user and at the same time arrange the sensor so that the sensor placement cost is reduced. The interface unit is thus reduced using the chart window 260. By displaying the cost of sensor deployment using various types of graphs / charts, you can show users the cost savings as they perform simulations.

따라서, 본 발명에 따른 GIS 기반 센서 배치 시뮬레이터는 사용자 요구하는 이벤트 감지율을 유지하는 동시에 배치에 필요한 센서의 개수가 최소화 되도록 센서를 배치할 수 있기 때문에 네트워크 성능을 사용자가 원하는 만큼 유지하면서도 보다 비용 효율적인 센서를 배치를 수행할 수 있다.Therefore, the GIS-based sensor deployment simulator according to the present invention can deploy sensors to minimize the number of sensors required for deployment while maintaining the event detection rate required by the user. The sensor can be placed.

이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.As described above, the present invention has been described by way of limited embodiments and drawings, but the present invention is not limited to the above embodiments, and those skilled in the art to which the present invention pertains various modifications and variations from such descriptions. This is possible.

그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the described embodiments, but should be determined by the equivalents of the claims, as well as the claims.

Claims (9)

삭제delete 삭제delete 센서의 성능에 대한 정보와 사용자가 요구하는 이벤트 감지율에 대한 정보를 입력 받고 이를 기초로 센서 배치 결과를 제공하는 인터페이스부;
센서 네트워크를 구성할 영역의 GIS(Geographic Information System) 정보를 기초로 상기 입력 받은 센서의 성능에 대한 정보를 이용하여 각 센서의 이벤트 전달 성능과 이벤트 감지 성능이 만족되도록 상기 센서를 배치하는 초기 배치부; 및
상기 사용자가 요구하는 이벤트 감지율을 유지하면서 상기 영역에 배치되는 센서의 개수가 최소화 되도록 시스템 비용 함수를 이용한 SA(Simulated Annealing) 기법을 기초로 상기 배치된 센서를 재배치하는 재배치부
를 포함하고,
상기 초기 배치부는,
상기 GIS 정보와 상기 센서의 통신 반경에 대한 정보를 기초로 상기 영역 내에서 센서 간 이격 거리가 상기 센서의 평균 최대 통신 거리 이하가 되도록 유지하고, 상기 센서의 통신 반경이 상기 영역 전체를 커버하도록 배치하는 것을 특징으로 하는 GIS 정보 기반 센서 배치 시뮬레이터.
An interface unit which receives information on performance of a sensor and information on an event detection rate required by a user and provides a sensor arrangement result based on the information;
Initial deployment unit for arranging the sensor to satisfy the event delivery performance and event detection performance of each sensor using the information on the performance of the input sensor based on the Geographic Information System (GIS) information of the area to configure the sensor network ; And
A repositioning unit for relocating the arranged sensors based on a SA (Simulated Annealing) method using a system cost function to minimize the number of sensors arranged in the area while maintaining the event detection rate required by the user
Lt; / RTI >
The initial placement unit,
Based on the GIS information and information on the communication radius of the sensor, the distance between the sensors in the area is maintained to be less than the average maximum communication distance of the sensor, and arranged so that the communication radius of the sensor covers the entire area GIS information-based sensor placement simulator, characterized in that.
센서의 성능에 대한 정보와 사용자가 요구하는 이벤트 감지율에 대한 정보를 입력 받고 이를 기초로 센서 배치 결과를 제공하는 인터페이스부;
센서 네트워크를 구성할 영역의 GIS(Geographic Information System) 정보를 기초로 상기 입력 받은 센서의 성능에 대한 정보를 이용하여 각 센서의 이벤트 전달 성능과 이벤트 감지 성능이 만족되도록 상기 센서를 배치하는 초기 배치부; 및
상기 사용자가 요구하는 이벤트 감지율을 유지하면서 상기 영역에 배치되는 센서의 개수가 최소화 되도록 시스템 비용 함수를 이용한 SA(Simulated Annealing) 기법을 기초로 상기 배치된 센서를 재배치하는 재배치부
를 포함하고,
상기 초기 배치부는,
센서 배치 시 상기 GIS 정보를 기초로 센서 배치가 불가능한 지역에 배치된 센서를 제거하는 것을 특징으로 하는 GIS 정보 기반 센서 배치 시뮬레이터.
An interface unit which receives information on performance of a sensor and information on an event detection rate required by a user and provides a sensor arrangement result based on the information;
Initial deployment unit for arranging the sensor to satisfy the event delivery performance and event detection performance of each sensor using the information on the performance of the input sensor based on the Geographic Information System (GIS) information of the area to configure the sensor network ; And
A repositioning unit for relocating the arranged sensors based on a SA (Simulated Annealing) method using a system cost function to minimize the number of sensors arranged in the area while maintaining the event detection rate required by the user
Lt; / RTI >
The initial placement unit,
GIS information sensor deployment simulator, characterized in that for removing the sensor disposed in the area that can not be deployed based on the sensor GIS information.
센서의 성능에 대한 정보와 사용자가 요구하는 이벤트 감지율에 대한 정보를 입력 받고 이를 기초로 센서 배치 결과를 제공하는 인터페이스부;
센서 네트워크를 구성할 영역의 GIS(Geographic Information System) 정보를 기초로 상기 입력 받은 센서의 성능에 대한 정보를 이용하여 각 센서의 이벤트 전달 성능과 이벤트 감지 성능이 만족되도록 상기 센서를 배치하는 초기 배치부; 및
상기 사용자가 요구하는 이벤트 감지율을 유지하면서 상기 영역에 배치되는 센서의 개수가 최소화 되도록 시스템 비용 함수를 이용한 SA(Simulated Annealing) 기법을 기초로 상기 배치된 센서를 재배치하는 재배치부
를 포함하고,
상기 재배치부는,
상기 시스템 비용 함수의 결과값이 최소가 되도록 상기 SA 기법을 이용하여 상기 센서의 추가, 제거 및 이동 중 적어도 하나를 반복 수행함으로써 상기 센서를 재배치하는 것을 특징으로 하는 GIS 정보 기반 센서 배치 시뮬레이터.
An interface unit which receives information on performance of a sensor and information on an event detection rate required by a user and provides a sensor arrangement result based on the information;
Initial deployment unit for arranging the sensor to satisfy the event delivery performance and event detection performance of each sensor using the information on the performance of the input sensor based on the Geographic Information System (GIS) information of the area to configure the sensor network ; And
A repositioning unit for relocating the arranged sensors based on a SA (Simulated Annealing) method using a system cost function to minimize the number of sensors arranged in the area while maintaining the event detection rate required by the user
Lt; / RTI >
The re-
And relocate the sensor by repeating at least one of the addition, removal, and movement of the sensor using the SA technique such that the resultant value of the system cost function is minimal.
센서의 성능에 대한 정보와 사용자가 요구하는 이벤트 감지율에 대한 정보를 입력 받고 이를 기초로 센서 배치 결과를 제공하는 인터페이스부;
센서 네트워크를 구성할 영역의 GIS(Geographic Information System) 정보를 기초로 상기 입력 받은 센서의 성능에 대한 정보를 이용하여 각 센서의 이벤트 전달 성능과 이벤트 감지 성능이 만족되도록 상기 센서를 배치하는 초기 배치부; 및
상기 사용자가 요구하는 이벤트 감지율을 유지하면서 상기 영역에 배치되는 센서의 개수가 최소화 되도록 시스템 비용 함수를 이용한 SA(Simulated Annealing) 기법을 기초로 상기 배치된 센서를 재배치하는 재배치부
를 포함하고,
상기 인터페이스부는,
상기 센서 네트워크를 구성할 영역에 대한 지도 정보가 표시되는 지도 정보 표시창;
상기 GIS 정보를 입력 받는 GIS 정보 입력창;
상기 센서의 성능에 대한 정보를 입력 받는 센서 정보 입력창;
상기 센서 배치 결과를 표시하는 배치 결과 표시창;
상기 지도 정보에 입력된 상기 GIS 정보를 표시하는 GIS 정보 표시창; 및
상기 센서 배치 결과를 그래프로 표시하는 차트창
을 이용하여 상기 센서의 성능에 대한 정보와 상기 사용자가 요구하는 이벤트 감지율에 대한 정보를 입력 받고 상기 센서 배치 결과를 제공하는 것을 특징으로 하는 GIS 정보 기반 센서 배치 시뮬레이터.
An interface unit which receives information on performance of a sensor and information on an event detection rate required by a user and provides a sensor arrangement result based on the information;
Initial deployment unit for arranging the sensor to satisfy the event delivery performance and event detection performance of each sensor using the information on the performance of the input sensor based on the Geographic Information System (GIS) information of the area to configure the sensor network ; And
A repositioning unit for relocating the arranged sensors based on a SA (Simulated Annealing) method using a system cost function to minimize the number of sensors arranged in the area while maintaining the event detection rate required by the user
Lt; / RTI >
The interface unit includes:
A map information display window for displaying map information on an area of the sensor network;
A GIS information input window for receiving the GIS information;
A sensor information input window for receiving information on the performance of the sensor;
An arrangement result display window for displaying the sensor arrangement result;
A GIS information display window for displaying the GIS information input to the map information; And
Chart window displaying the sensor arrangement result in graph
GIS information sensor deployment simulator, characterized in that for receiving the information on the performance of the sensor and information on the event detection rate required by the user to provide the sensor arrangement results.
제6항에 있어서,
상기 인터페이스부는,
상기 지도 정보 표시창을 이용하여 상기 센서의 위치, 연결성 및 통신 반경 중 적어도 하나에 대한 정보를 상기 지도 정보 상에 표시하는 것을 특징으로 하는 GIS 정보 기반 센서 배치 시뮬레이터.
The method according to claim 6,
The interface unit includes:
GIS information-based sensor arrangement simulator, characterized in that on the map information to display information on at least one of the location, connectivity and communication radius of the sensor using the map information display window.
제6항에 있어서,
상기 인터페이스부는,
상기 지도 정보를 복수개의 선으로 구분하는 상기 GIS 정보 입력창을 이용하여 상기 복수개의 선으로 구분된 각 구역별로 상기 센서의 연결성에 대한 정보와 이벤트 발생률에 대한 정보를 입력 받는 것을 특징으로 하는 GIS 정보 기반 센서 배치 시뮬레이터.
The method according to claim 6,
The interface unit includes:
GIS information, characterized in that for receiving information on the connectivity and the event occurrence rate of the sensor for each zone divided by the plurality of lines by using the GIS information input window for dividing the map information into a plurality of lines. Based sensor placement simulator.
제8항에 있어서,
상기 인터페이스부는,
상기 GIS 정보 표시창을 이용하여 상기 구역별 전파 손실률과 이벤트 발생률에 대한 정보는 색의 농도로 표시하고, 물리적으로 센서 배치가 불가능한 구역에 대한 정보를 색의 명도로 표시하는 것을 특징으로 하는 GIS 정보 기반 센서 배치 시뮬레이터.
9. The method of claim 8,
The interface unit includes:
The information on the propagation loss rate and the event occurrence rate for each zone is displayed using the GIS information display window using the color density, and the information on the area where the sensor cannot be physically arranged is displayed in the color brightness. Sensor placement simulator.
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김준경 외 5인, ‘무선센서 네트워크 성능향상을 위한 지리정보시스템 기반 탐색 지향적 센서배치 기법’, 한국통신학회논문지 09-10 Vol.34 No.10. 2009.10 pp.973- 980*
김준경 외 5인, '무선센서 네트워크 성능향상을 위한 지리정보시스템 기반 탐색 지향적 센서배치 기법', 한국통신학회논문지 09-10 Vol.34 No.10. 2009.10 pp.973- 980 *

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